KR20200002293U - 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치 - Google Patents

진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치 Download PDF

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Abstract

진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치가 개시된다. 실시예에 따르면, 유입구와 유출구가 형성된 밸브 몸체; 유입구와 유출구 사이의 유로와 수직방향으로 전·후진 이동하며 통로를 개폐하는 차단판; 밸브 몸체의 내부에 위치하여 차단판을 구동시키는 제 1 실린더;를 포함하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 것으로, 밸브 몸체의 유입구 또는 유출구에 각기 결합되며 양측이 개구된 제1연결부와 제2연결부; 제1연결부와 제2연결부와 밸브 몸체 사이에 기밀성을 갖도록 형성되는 수밀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 반도체를 제조하는 시설에서 사용되는 진공 게이트 밸브의 유입구 또는 유출구에 제1연결부 또는 제2연결부를 각기 결합시키되 기밀성을 유지할 수 있도록 하여 급격한 압력 변동에도 파우더의 누설이 방지될 수 있어 기기의 수명이 보호될 수 있고, 작업장이 안전하게 유지될 수 있는 효과가 있다.

Description

진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치{A sealing device applied to a vacuum gate valve}
본 개시내용은 게이트 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체를 제조하는 시설에서 사용되는 진공 게이트 밸브의 유입구 또는 유출구를 구성하는 관체와 밸브 몸체 간의 기밀한 결합구조를 갖도록 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하는 공정은 크게 패턴형성을 위한 노광 및 현상공정(Lithography), 얇은 막을 쌓는 증착공정(Deposition), 쌓은 막을 패턴대로 식각하는 에칭공정의 3가지로 분류된다.
이중에서, 증착공정은 많은 유해가스를 사용하며 또한 배기라인 내부에 많은 부산물이 발생한다.
증착공정은 주로 실리콘옥사이드(SiO2), 실리콘나이트라이드(Si3N4) 등의 절연막과 금속(Metal)배선 공정에 해당한다.
절연막에 있어서는 실란(SiH4)을 비롯한 실리콘계 가스들 및 암모니아(NH3) 등을 사용하게 되며, 증착되는 막은 반도체 웨이퍼만이 아니라 반응기, 진공배관, 진공펌프 등에 쌓이게 된다.
이러한 증착 공정 중 SiO2 , ZrO2 막을 만드는 공정에서 발생되는 부산물은 가루형태로 진공배관 내부에 쌓이게 되며, 이러한 환경에서 사용되는 진공게이트 밸브는 개,폐 동작을 할 때마다 구동부위로 가루형태의 부산물이 유입되어 동작을 방해하는 요인이 되므로 이를 방지할 기술이 요구되고 있다.
또 기존의 밸브들은 복잡한 메커니즘 (다관절, 기어, 링크, 이중 실린더, 등) 을 사용하고 있어 수명이 짧고 위에서 말한 파우더가 침투하면 작동이 안되는 경향이 있다.
종래기술로는 본 고안자의 선출원 고안인 대한민국 등록특허공보 제10-0539691호에 개시된 진공 게이트밸브가 있다.
종래기술에 따른 진공 게이트밸브는 밸브 내에 형성된 유로의 내측벽에 링을 설치함으로써 밸브가 개방된 상태에 있는 경우 유로를 통한 유체흐름은 그대로 유지한 채 진공배관 내의 파우더가 밸브 몸체의 내부로 인입되는 것을 차단하게 된다.
밸브 몸체의 상,하부에 각기 유입구와 유출구가 형성되고, 이들 유입구, 유출구에 길이가 짧은 관체로 된 유입관 또는 유출관이 결합되며, 상기 유입관 또는 유출관은 밸브 몸체와 분해 조립이 가능하도록 볼트로 결합된다.
그러나 유입관 또는 유출관과 밸브 몸체의 결합된 부위에 패킹이 구비되더라도 잦은 압력 변동에 의한 충격으로 패킹이 손상되어 누설될 우려가 있었다.
한국등록특허 제 10-0539691호
개시되는 내용은 반도체를 제조하는 시설에서 사용되는 진공 게이트 밸브의 유입구 또는 유출구를 구성하는 관체와 밸브 몸체 간의 기밀한 결합구조를 갖도록 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 실시예의 목적은, 유입구와 유출구가 형성된 밸브 몸체; 유입구와 유출구 사이의 유로와 수직방향으로 전·후진 이동하며 통로를 개폐하는 차단판; 밸브 몸체의 내부에 위치하여 차단판을 구동시키는 제 1 실린더;를 포함하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 것으로, 밸브 몸체의 유입구 또는 유출구에 각기 결합되며 양측이 개구된 제1연결부와 제2연결부; 제1연결부와 제2연결부와 밸브 몸체 사이에 기밀성을 갖도록 형성되는 수밀부;를 포함하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 수밀부는 유입구 또는 유출구에 형성되며 다수개의 고정홀이 형성되는 플랜지; 플랜지의 일면에 안착되고, 상기 고정홀에 대응되는 제1관통홀이 형성되며 외주면과 내주면에서 내측으로 함입되어 홈이 형성되는 오링; 제1관통홀에 대응되는 제2관통홀이 형성되며 상기 오링의 홈에 끼움결합되는 부싱; 고정홀과 제1관통홀 및 제2관통홀을 순차적으로 관통하여 체결되는 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시예에 따르면, 반도체를 제조하는 시설에서 사용되는 진공 게이트 밸브의 유입구 또는 유출구에 제1연결부 또는 제2연결부를 각기 결합시키되 기밀성을 유지할 수 있도록 하여 급격한 압력 변동에도 파우더의 누설이 방지될 수 있어 기기의 수명이 보호될 수 있고, 작업장이 안전하게 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 진공 게이트 밸브의 사시도,
도 2는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브의 차단판이 개방된 상태를 나타낸 단면도,
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 대한 분해사시도,
도 5는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 대한 단면도.
본 개시내용의 실시예들은 본 개시내용의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 개시내용에 따른 권리 범위가 이하에서 개시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시내용에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시내용이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 가진다. 본 개시내용에 사용되는 모든 용어들은 본 개시내용을 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며, 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시내용에서 사용되는 "포함하는", "구성되는", "형성되는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(Open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시내용에서 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 개시내용의 바람직한 실시예에 따른 슬라이드 방식의 진공 게이트 밸브의 구성, 동작, 및 작용효과에 대해 살펴본다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응되는 구성요소는 편의상 생략되거나 개략적으로 도시될 수 있다. 그러나 구성요소에 관한 기술이 생략되어도 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
첨부된 도면 중에서, 도 1은 실시예에 따른 진공 게이트 밸브의 사시도, 도 2는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브의 차단판이 개방된 상태를 나타낸 단면도, 도 3 및 도 4는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 대한 분해사시도, 도 5는 실시예에 따른 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치에 대한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브(100)는 반도체를 제조하는 시설에서 사용되는 장치로서, 유입구(101)와 유출구(102)가 형성되는 밸브 몸체(10)와, 유입구(101)와 유출구(102) 사이의 유로와 수직방향으로 전·후진 이동하며 상기 유로를 개폐하는 차단판(40)과, 밸브 몸체(10)의 내부에 위치하여 상기 차단판을 구동시키는 제 1 실린더(50)와, 밸브 몸체(10)의 상하에 결합되는 제1연결부(300a)와 제2연결부(300b)가 구비되어 차단판(40)에 누적된 파우더가 밸브 몸체(10)의 내부로 유입되지 않도록 차단하는 기밀유지장치을 포함하여 구성된다.
밸브 몸체(10)는 반도체 제조 반응기와 연결된 유입구(101)와, 배기펌프와 연결된 유출구(102)가 각기 형성된다.
유입구(101)와 유출구(102)는 밸브 몸체(10)의 다양한 위치에 설치될 수 있지만 차단판(40)의 이동을 원활하게 하기 위해 밸브 몸체(10)의 상부와 하부에 대칭적으로 설치하는 것이 바람직하다.
차단판(40)은 유입구(101)와 유출구(102)에 대응되는 개구공(402)이 일측에 형성된 직사각형의 판재로 이루어지며, 밸브 몸체(10)의 내부에 삽입된 후 제1실린더(50)의 피스톤로드의 전후진작동에 연동되어 전후진 작동함으로써 개구공(402)이 밸브 몸체(10)의 통로와 일치되면 개방상태가 될 수 있고, 불일치되면 폐쇄상태가 된다.
한편, 유입구(101)와 유출구(102) 사이에는 밸브 몸체(10)의 상, 하부를 관통하는 통로가 형성되어 가스가 통과하게 된다.
통로의 수직방향으로는 차단판(40)이 제 1 실린더(50)에 의해 전, 후진 직선 이동하며 통로를 개폐하게 된다.
제 1 실린더(50)는 밸브 몸체(10) 내부에 위치하여 차단판(40)을 구동하는 부분으로 공압 내지 유압에 의해 전, 후진이 가능하도록 피스톤이 밸브 몸체(10)의 외부 일측에 장착된다.
밸브 몸체(10)의 내부에는 차단판의 상,하면에 접촉하는 기밀유지장치가 포함된다.
기밀유지장치는 차단판(40)이 전, 후진하여 마찰력 등을 받을 경우 내측으로 휘어지거나, 원래의 위치로 복원될 수 있다.
이를 위해 유연한 재질, 예를 들어 NBR 고무(acrylonitrile-butadiene rubber), 실리콘(Silicon), 불소고무(FKM), 퍼블루오로카본 고무(FFKM), 테프론(teflon) 등으로 이루어짐이 바람직하다. 또한 도시되지는 않았으나 스테인레스 주름관으로 구성될 수 있다.
밸브 유로 개방 전 차단판(40) 상, 하부의 압력차를 조절하기 위해 밸브 몸체(10)의 일측에 압력변동 충격방지장치(A)가 형성된다.
일반적으로 진공으로 된 게이트 밸브(100)를 열기 전 차단판(40) 상부의 유입구(101) 측은 대기압인 760 torr이고, 차단판(40) 하부의 유출구(102) 측은 진공상태에 있다.
따라서 이 상태에서 게이트 밸브(100)를 열게 되면 차단판(40) 상, 하부 압력 차이로 인하여 진공 펌프 등에 손상을 가져올 수 있다.
압력변동 충격방지장치(A)는 유입구(101)와 유출구(102) 사이의 기압을 맞춰주는 기능을 하게 된다.
압력변동 충격방지장치(A)는 밸브 몸체(10)에 결합되는 본체(100), 본체(100)에 형성된 바디(200), 상기 바디(200)에 공압을 선택적으로 주입하는 제1,2피팅구(210)(220), 상기 바디(200)의 내부에서 작동하는 제 2 실린더(250), 상기 밸브 몸체(10)와 바디(200)에 연결되는 제1,2바이패스관(270)(280)을 포함한다.
한편 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기밀유지장치는, 밸브 몸체(10)의 유입구(101) 또는 유출구(102)에 각기 결합되며 양측이 개구된 제1연결부(300a)와 제2연결부(300b); 제1연결부(300a)와 제2연결부(300b)와 밸브 몸체(10) 사이에 기밀성을 갖도록 제1연결부(300a)와 제2연결부(300b) 각각에 형성되는 수밀부(C);를 포함하여 구성된다.
수밀부(C)는 제1연결부(300a) 또는 제2연결부(300b)에 형성되며 다수개의 고정홀(322)이 형성되는 플랜지(320); 플랜지(320)의 일면에 안착되고, 상기 고정홀(322)에 대응되는 제1관통홀(341)이 형성되며 외주면과 내주면에서 내측으로 함입되어 홈(342)이 형성되는 오링(340); 제1관통홀(341)에 대응되는 제2관통홀(362)이 형성되며 상기 오링(340)의 홈(342)에 끼움결합되는 부싱(360); 고정홀(322), 제1관통홀(341) 및 제2관통홀(362)을 순차적으로 관통하여 체결되는 볼트(370);를 포함하여 구성된다.
플랜지(320)는 제1연결부(300a) 또는 제2연결부 각각의 원형 개구부에 각기 형성되므로 원형으로 형성된다.
플랜지(320)는 오링(340)이 삽입되는 요홈부(324)가 형성되고, 요홈부(324)의 저면에 고정홀(322)이 형성되며, 요홈부(324)의 양측에 단턱(326)이 형성되어 이루어진다.
여기서 요홈부(324)의 내측벽은 경사지게 형성됨으로써 요홈부(324)의 단면 형상이 대략 상부는 좁고 하부는 넓은 형상으로 이루어진다.
따라서 요홈부(324)에 오링(340)이 일단 삽입된 후 볼트(370)로 체결되면 요홈부(324)의 상부가 좁기 때문에 오링(340)이 쉽게 이탈되지 않도록 하는 협지력이 발휘될 수 있다.
바람직하게는 오링(340)은 링 형상의 원판이되 도 5에 도시된 바와 같이, 내주면 및 외주면에 절곡가공에 의해 볼록하게 돌출되어 돌출부(345)가 원주방향으로 형성됨으로써 오링(340)의 단면을 보면 평평한 부분의 양측에 'Λ'형상의 돌출부(345)가 각기 형성되어 이루어진다.
따라서 돌출부(345)는 내,외면이 경사지게 형성되며, 외측 경사면이 플랜지(320)의 요홈부(324)의 단턱(326)의 내면에 밀착된다.
따라서 돌출부(345)의 외측 경사면과 단턱(326)의 내면과의 밀착된 상태와 단턱(326)의 내면이 경사지게 형성된 것으로 인해 오링(340)은 요홈부(324)에 삽입된 후에는 견고하게 결합된 상태가 유지될 수 있다.
실시예에 따른 기밀유지장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 도시된 바와 같이, 밸브 몸체(10)의 개구공(402)의 내주면에 형성된 차단판(40)의 상,하면에 접촉되도록 상,하부에 각기 수밀부(C)가 형성된다.
상부 수밀부(C)는 상부의 제1연결부(300a)에 형성되어 차단판(40)의 상면에 밀착된다.
하부 수밀부(C)는 하부의 제2연결부(300b)에 형성되어 차단판(40)의 하면에 밀착된다.
따라서 차단판(40)의 개구공(402) 주변의 상,하면에 수밀부(C)가 밀착되므로 차단판(40)의 전후진 작동시 파우더가 밸브 몸체(10)의 내부로 유입되지 않도록 차단하게 된다.
수밀부(C)는 오링(340)의 돌출부(345)가 실질적으로 차단판에 밀착되어 기밀성능을 발휘하게 된다.
비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
10 : 밸브 몸체 40 : 차단판
50 : 제 1 실린더 100 : 게이트 밸브
101 : 유입구 102 : 유출구
B : 기밀유지장치 300a : 제1연결부
300b : 제2연결부 320 : 플랜지
324 : 요홈부 326 : 단턱부
340 : 오링 345 : 돌출부
360 : 부싱 370 : 볼트

Claims (4)

  1. 유입구와 유출구가 형성되는 밸브 몸체;
    상기 밸브 몸체의 내부에서 전·후진 이동하며 유입구와 유출구와 통하는 통로를 개폐하는 차단판;
    상기 밸브 몸체의 내부에 위치하여 상기 차단판을 구동시키는 제 1 실린더; 및
    상기 밸브 몸체의 유입구 또는 유출구에 각기 결합되며 양측이 개구된 제1연결부와 제2연결부;
    상기 제1연결부와 제2연결부와 밸브 몸체 사이에 기밀성을 갖도록 형성되는 수밀부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수밀부는
    유입구 또는 유출구에 형성되며 다수개의 고정홀이 형성되는 플랜지;
    상기 플랜지의 일면에 안착되고, 상기 고정홀에 대응되는 제1관통홀이 형성되며 외주면과 내주면에서 내측으로 함입되어 홈이 형성되는 오링;
    상기 제1관통홀에 대응되는 제2관통홀이 형성되며 상기 오링의 홈에 끼움결합되는 부싱;
    상기 고정홀과 제1관통홀 및 제2관통홀을 순차적으로 관통하여 체결되는 볼트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 플랜지는
    상기 오링이 삽입되는 요홈부가 형성되고, 상기 요홈부의 저면에 상기 고정홀이 형성되며, 상기 요홈부의 양측에 단턱이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 오링은
    내주면 및 외주면에 볼록하게 돌출되어 돌출부가 형성되고,
    상기 돌출부는 내,외면이 경사지게 형성되어 'Λ'형상의 단면을 갖도록 하며,
    상기 요홈부의 내측벽은 경사지게 형성되어 상부는 좁고 하부는 넓은 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치.
KR2020190001473U 2019-04-10 2019-04-10 진공 게이트 밸브에 적용되는 기밀유지장치 KR200492544Y1 (ko)

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KR20230050068A (ko) * 2021-10-07 2023-04-14 (주)다산이엔지 진공 게이트 밸브

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